人教版物理必修1同步教学课件：第3章 3摩擦力27张PPT

(共27张PPT)
4　摩擦力
第三章　相互作用
学习目标
1.知道摩擦力的定义及分类.
2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.
3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.
4.了解最大静摩擦力的概念.
一、静摩擦力
把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图1所示.
导学探究
图1
当测力计的示数为1 N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2 N 时，木块仍静止；继续增大拉力到4 N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变.
答案
(1)木块受到拉力1 N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？
答案　说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1 N的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力.
(2)随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？
答案　静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值.
(3)静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？
答案　静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间.静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反.
对静摩擦力的理解
(1)定义：两个物体之间只有 ，而没有 时，产生的摩擦力叫做静摩擦力.
(2)产生条件：①两物体直接接触且相互挤压有 产生；②接触面粗糙；③两物体保持相对静止但有 .
(3)方向：总跟接触面 ，与相对运动趋势的方向 .
(4)大小：①总是随迫使发生相对运动的外力的变化而变化.与正压力的大小 (填“有关”或“无关”).②静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的范围 ＜F≤ .
知识梳理
相对运动趋势
相对运动
弹力
相对运动趋势
相切
相反
无关
0
Fmax
答案
关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是(　　)
A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力
B.有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力
C.相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用
D.只有相互压紧且发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用
即学即用
解析　要产生摩擦力，首先要有弹力，其次要接触面不光滑，还要有相对运动或有相对运动趋势，故只有D正确.
D
解析答案
二、滑动摩擦力
(1)用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动，观察毛刷的弯曲方
向.如图2所示，毛刷为什么向后弯曲？
导学探究
图2
答案　因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面，与板擦运动方向相反.
(2)把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？阅读课本，写出滑动摩擦力的公式.
答案　手受到向后的阻力(滑动摩擦力).感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大.滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大.F＝μFN.
答案
对滑动摩擦力的理解
(1)定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力.
(2)产生条件
①两物体 且相互挤压.
②接触面 .
③两物体间有 .
知识梳理
相互接触
粗糙
相对运动
答案
(3)方向
总是沿着接触面，并且与相对运动的方向 ，但可能与运动方向 .
(4)大小
滑动摩擦力的大小跟压力成 .
公式： ，μ为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积 (填“有关”或“无关”).
相同
相反
正比
F＝μFN
无关
答案
装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水
平台面上拖出，如图3所示，则在匀速拖出的过程
中(　　)
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小
C.平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也
不变
即学即用
图3
解析答案
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解析　匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故C错误；
而在拉动过程中动摩擦因数不变，由F＝μFN可知摩擦力是不变的，故A、B错误；
因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故D正确.
答案　D
返回
例1　如图4所示，为倾斜的皮带传送装置.关于传送带上
的物体所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A.若传送带静止，物体也静止，则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
B.若传送带静止，物体也静止，则物体受到沿传送带向下的静摩擦力
C.若传送带顺时针匀速转动，物体随传送带一起向上做匀速运动，则物体
受到沿传送带向上的静摩擦力
D.若传送带顺时针匀速转动，物体随传送带一起向上做匀速运动，则物体
受到沿传送带向上的滑动摩擦力
一、静摩擦力有无及方向的判断
解析答案
图4
解析　物体静止在静止的传送带上时，或物体随传送带一起向上匀速运动的过程中，都具有沿传送带下滑的趋势，所以物体均受到沿传送带向上的静摩擦力作用.
答案　AC
例2　如图5所示，物体A、B在外力作用下共同做匀速运动，A是否受到摩擦力？
技巧点拨
解析答案
图5
解析　假设A受到摩擦力，显然，A的重力和支持力平衡，其所受合外力为摩擦力，因而A不可能处于平衡状态，与已知条件矛盾，故假设错误，即A不受摩擦力.
技巧点拨
(1)静摩擦力的方向总是与相对运动趋势的方向相反，假设接触面光滑，找出研究对象相对接触面的运动方向，即相对运动趋势的方向.
(2)静摩擦力有无及方向也可根据平衡条件来判断.
(3)静摩擦力的方向与物体运动方向无直接关系，可与运动方向同向，也可与运动方向反向或成某一夹角.
例3　质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图6所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F.(取g＝10 N/kg)
二、摩擦力大小的计算
图6
(1)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
解析答案
解析　在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10 N＝10 N.
当推力F＝5 N时，F答案　5 N
(2)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
解析　当推力F＝12 N时，F>Fmax，物体滑动.则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10 N.
答案　10 N
(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？
解析　物体运动过程中突然把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小F滑′＝10 N.
答案　10 N
总结提升
解析答案
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总结提升
计算摩擦力的大小之前，首先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力.
1.静摩擦力
(1)大小的范围0＜F≤Fmax.
(2)计算：物体处于匀速或静止时，根据二力平衡条件求解.
(3)静摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力与压力成正比.
2.滑动摩擦力F＝μFN(也可以由二力平衡来求解)
(1)FN是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力，FN的大小可以与重力G大小相等，也可以不等.
总结提升
总结提升
(2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与FN无关.
(3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关.
3.最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系：
最大静摩擦力一般稍大于滑动摩擦力，但一般计算中可粗略地认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
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1.(多选)置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下，仍处于静止，则物体所受静摩擦力的大小(　　)
A.与压力成正比
B.等于水平拉力
C.小于滑动摩擦力
D.在物体上叠放另一物体，该物体受到的静摩擦力不变
解析　静摩擦力的产生取决于使物体产生相对运动趋势的外力的作用，也就是等于平行于接触面切线方向的外力的大小，与压力大小无关，故B、D正确.
BD
解析答案
2.一物体置于粗糙水平地面上，按图7所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是(　　)
A.Ff甲＞Ff乙＞Ff丙 B.Ff乙＞Ff甲＞Ff丙
C.Ff丙＞Ff乙＞Ff甲 D.Ff甲＝Ff乙＝Ff丙
图7
解析　滑动摩擦力Ff＝μFN，滑动摩擦力与接触面的动摩擦因数和弹力有关，三种情况下μ相同，FN也相等，故三种情况下的滑动摩擦力相等.
D
解析答案
3. (多选)如图8所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是(　　)
A.容器受到的摩擦力不变
B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F可能不变
D.水平力F必须逐渐增大
解析答案
图8
解析　容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力，则水平力F可能不变，选项B、C正确.
答案　BC
4. 将质量为1.0 kg的木块放在水平长木板上，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，木块先静止后相对木板运动.用力传感器采集木块受到图9的拉力和摩擦力的大小，并用计算机绘制出摩擦力大小Ff随拉力大小F变化的图象，如图9所示.木块与长木板间的动摩擦因数为(g＝10 m/s2)(　　)
图9
A.0.3 B.0.5 C.0.6 D.1.0
A
解析答案
答案
5.用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动.该物体静止在水平地面上，若用15 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________.
解析答案
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解析　水平力为20 N时恰能拉动，说明最大静摩擦力Fmax＝20 N.若用F1＝15 N的力拉物体，由于F1＜Fmax，故物体不会相对于地面滑动，物体受静摩擦力的作用，由二力平衡得物体此时受到的摩擦力F静＝F1＝15 N，又因为物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动，故F滑＝18 N，当用F2＝30 N的力拉物体时，F2＞Fmax，物体受滑动摩擦力，大小为18 N.又由F滑＝μFN得
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答案　15 N　18 N　0.3